CA2640224C

CA2640224C - Vapour phase aluminizing process for a metal turbine engine part and donor liner and turbine engine blade with such liner

Info

Publication number: CA2640224C
Application number: CA2640224A
Authority: CA
Inventors: Lucie Lanciaux; Maxime Carlin
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2028-10-02
Also published as: EP2077341B1; JP5612255B2; CN104947063B; JP2009091659A; DE602008006004D1; US20090092826A1; CA2640224A1; RU2008139343A; EP2077341A1; JP2014208997A; US8202574B2; JP5801932B2; CN101418447B; CN104947063A; FR2921940A1; FR2921937A1; FR2921940B1; US20120224975A1; US9157142B2; FR2921937B1

Abstract

The invention pertains to an aluminizing process by vapour phase depositing for protecting a metal part of a turbine engine against oxidation, the said part (1) comprising a cavity in which a metal component (9) is attached and assembled from an opening (5) in the said part. The process according to which a halide is formed by reaction between a halogen and a donor metal containing aluminium, then the halide is transported by a carrier gas to come into contact with the said metal part, is characterised by the fact that the metal component (9) before the implementation of the process, has previously been aluminium enriched on its surface so as to be an aluminium donor. The invention applies specifically to a distributor blade incorporating a liner.

Description

Procédé d'aluminisation en phase vapeur d'une pièce métallique de turbomachine et chemise donneuse et aube de turbomachine comportant une telle chemise La présente invention concerne le dépôt d'un revêtement d'aluminium sur une pièce métallique, notamment sur une pièce métallique creuse comportant une chemise interne. Elle vise plus particulièrement l'application d'un tel revêtement sur des aubes creuses de turbomachine incorporant une chemise de distribution de fluide de refroidissement.
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Un moteur à turbines à gaz, tel qu'utilisé pour la propulsion dans le domaine aéronautique comprend une entrée d'air atmosphérique qui communique avec un ou plusieurs compresseurs, dont une soufflante généralement, entraînés en rotation autour d'un même axe. Le flux primaire 14 de cet air après avoir été comprimé, alimente une chambre de combustion disposée annulairement autour de cet axe et est mélangé à un carburant pour fournir des gaz chauds en aval à une ou plusieurs turbines à travers lesquelles ceux-ci sont détendus, les rotors de turbine entraînant les rotors de compression. Les moteurs fonctionnent à une température des gaz moteurs en entrée de turbine que l'on cherche aussi élevée que possible car les performances lui sont liées. Dans ce but, les matériaux sont sélectionnés pour résister à ces conditions de fonctionnement et les parois des pièces balayées par les gaz chauds, telles que les distributeurs ou les ailettes mobiles de turbine, sont pourvues de moyens de refroidissement. Par '5 ailleurs, en raison de leur constitution métallique en superalliage à base de nickel ou de cobalt, il est nécessaire aussi de prémunir celles-ci de l'érosion et de la corrosion engendrées par les constituants des gaz moteurs à ces températures.

Un moyen connu pour assurer la protection de ces pièces est de déposer un revêtement à base d'aluminium sur les surfaces susceptibles d'agression par les gaz. L'aluminium se fixe au substrat par inter-diffusion métallique et forme une couche protectrice d'oxyde en surface. L'épaisseur du revêtement est de l'ordre de quelques dizaines de microns.

La présente invention se rapporte à la technique, en soi connue, de dépôt de l'aluminium en phase vapeur ou encore désignée aluminisation par dépôt en phase vapeur. Selon le procédé, on dispose les pièces à traiter dans une enceinte dans laquelle l'atmosphère est constituée d'un mélange d'un gaz 40 inerte ou réducteur, par exemple argon ou hydrogène, et d'un gaz actif comprenant un halogénure d'aluminium. A la température de réaction, .. . . . . . . ... .. . . { . . . ... . . . . . . . _ . . . . .. .. . , . . ..
. . . . . . . . . . . . . . .

entre 900 C et 1150 C, l'halogénure se décompose à la surface de la pièce en halogène gazeux et en aluminium qui diffuse dans le métal.

On produit l'halogénure en disposant dans l'enceinte avec les pièces à
traiter, des blocs de métal aluminium ou d'alliage d'aluminium qui forment le donneur, en présence de granules d'un composé d'halogène, chlore ou fluor, qui forment l'activateur. On fait circuler le gaz inerte sur l'activateur à une température permettant la sublimation de l'halogène qui est entraîné
sur le donneur et avec lequel il réagit pour produire l'halogénure métallique 1 qui, à cette température, est sous forme vapeur. L'halogénure se décompose ensuite au contact du substrat métallique à revêtir permettant le dépôt de l'aluminium ; l'halogène gazeux est reformé.

Lorsque les pièces statoriques aussi bien que mobiles sont pourvues de 1 cavités internes parcourues par un fluide de refroidissement, de l'air prélevé au compresseur, on a constaté que les parois de ces cavités étaient également sujettes à corrosion. Des retours de pièces utilisées sur des moteurs travaillant dans certains environnements ont montré une attaque de ces surfaces. On a relevé, par exemple, une corrosion interne des distributeurs, des libérations de plaques de corrosion dans la cavité des distributeurs, le bouchage des trous d'évents de bord de fuite, etc. Une protection pour ces parties de pièces est donc également nécessaire.

Le mode d'aluminisation par dépôt en phase vapeur convient bien a priori 5 pour appliquer un revêtement de protection car le gaz porteur et les composants actifs sont susceptibles de pénétrer dans les passages étroits de circulation du fluide de refroidissement dans la mesure où ces passages sont ouverts. La réalité montre que ce n'est pas le cas. L'épaisseur de la couche de protection n'est pas uniforme ; elle diminue fortement à partir des orifices d'accès des cavités. Par ailleurs des accumulations se forment au niveau des trous d'évent des cavités réduisant la section de passage et les propriétés de refroidissement de la pièce.

Dans la demande de brevet FR 2830874 au nom de la demanderesse, on 35 décrit un procédé d'aluminisation par dépôt en phase vapeur de pièces de turbomachines métalliques pourvues de trous et de cavités communiquant avec l'extérieur selon lequel un précurseur gazeux du dépôt à réaliser comprenant un composé de l'aluminium est amené avec l'aide d'un gaz porteur au contact des surfaces de la pièce disposée dans une enceinte, le 40 gaz porteur est soit l'hélium soit l'argon et la pression dans l'enceinte est choisie de manière que le libre parcours moyen des molécules du gaz porteur est deux fois supérieur à celui des molécules d'argon sous pression . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . .. . .... i . . ..... . ..
............ . . . . .. . .

atmosphérique. Le libre parcours moyen des molécules est usuellement défini comme le rapport 1/P*D2 où P est la pression régnant dans l'enceinte et D le diamètre moléculaire.

Par l'allongement du libre parcours moyen des molécules du gaz porteur, la diffusion de l'halogénure dans les canaux internes est accrue et l'épaisseur du dépôt dans les zones moins accessibles par la méthode classique est augmentée ; la protection globale en est améliorée. L'augmentation du libre parcours résulte soit du choix du gaz porteur, là l'hélium, soit d'une diminution de la pression comme on peut le déduire de la formule ci-dessus.

L'invention a pour objet une variante de procédé permettant d'obtenir un revêtement des parois des cavités internes sur toute la surface avec une épaisseur suffisante.

L'invention concerne les pièces creuses avec une cavité et une ouverture au moins par laquelle la cavité communique avec l'extérieur. Elle concerne de telles pièces, pourvues d'un composant tel qu'une chemise interne, à
Io l'intérieur de la cavité, rapporté à travers l'ouverture et assemblé avec la pièce. Une telle pièce est représentée sur la figure 1. Il s'agit de la coupe d'un distributeur d'un étage à basse pression dans un moteur à turbine à gaz à double corps. L'aube 1 de distributeur comprend une partie fabriquée par coulée de métal dans un moule carapace. Cette partie, hachurée sur la figure, est formée d'une pale 2 creuse entre deux plateformes 3 et 4. La cavité de la pale 2 communique par ses deux extrémités, respectivement d'un côté avec une ouverture 5 d'alimentation en fluide de refroidissement et de l'autre côté avec une sortie de fluide 6. A l'intérieur de la cavité de la pale 2, est disposée une chemise 9 de forme sensiblement cylindrique. La chemise est soudée ou brasée du côté de l'ouverture 5 d'alimentation en air de refroidissement par une brasure/soudure périphérique le long du bord de l'ouverture de la cavité. L'autre extrémité de la chemise est engagée dans un logement cylindrique communiquant avec la sortie 6, sans y être soudée pour permettre la dilation relative de la chemise par rapport à la pale 3 5 pendant les étapes de fonctionnement transitoires. La chemise est perforée sur sa longueur et ménage un espace avec la paroi interne de la pale de telle façon que l'air de refroidissement provenant de l'ouverture 5 d'alimentation en air passe pour partie à travers les perforations de la chemise et forme une pluralité de jets d'air refroidissant la paroi de la pale 40 par impact et convection. Cet air est ensuite évacué par des évents ménagés à proximité du bord de fuite de la pale. L'air qui n'a pas traversé la paroi de . . . . . . . . . . . 1 ... .......... .. , ...., .... . .. . . .. .. . .

la chemise est guidé vers l'ouverture 6 pour être conduit vers d'autres parties de la machine.

En fabrication, la chemise 9, réalisée séparément de la pale, est rapportée > dans la pale en étant glissée à travers l'orifice 5 puis brasée à proximité
de l'embouchure comme mentionné plus haut. La partie inférieure, sur la figure, reste libre de se dilater et de coulisser dans le logement formé par l'ouverture 6.

I Conventionnellement, le traitement d'aluminisation d'une pièce comme celle-ci est effectué après qu'elle a été assemblée.

Conformément à l'invention, on améliore sensiblement le dépôt d'aluminure à l'intérieur de la cavité avec le procédé suivant, applicable à
1 ï toute pièce comprenant un composant pouvant être glissé par une ouverture et assemblé à l'intérieur de la pièce.

Le procédé d'aluminisation par dépôt en phase vapeur pour la protection contre l'oxydation à haute température d'une pièce métallique creuse de turbomachine, ladite pièce comportant une cavité dans laquelle est rapporté et assemblé un composant métallique depuis une ouverture dans ladite pièce, procédé selon lequel un halogénure est formé par réaction entre un halogène et un donneur métallique contenant de l'aluminium, puis l'halogénure est transporté par un gaz porteur pour venir au contact de ladite pièce métallique, est caractérisé par le fait que le composant a été au préalable, avant la mise en oeuvre du procédé, enrichi en surface en aluminium de façon à
servir de donneur d'aluminium.

En apportant un donneur, à l'intérieur de la cavité, constitué par le composant enrichi en surface, on permet un dépôt efficace. On résout notamment le problème d'accessibilité depuis l'extérieur de la pièce tout en maîtrisant la quantité de donneur interne.
En effet le composant est revêtu de préférence d'une couche réalisée par dépôt de métal. Ce dépôt peut avoir été réalisé par toute méthode à la portée de l'homme du métier : aluminisation par dépôt en phase vapeur (APVS ou CVD, aluminisation par cémentation en pack), dépôt sous vide a0 (PVD), projection thermique, électrodéposition, par immersion dans un bain (dip coating), etc.

On maîtrise notamment la quantité de donneur par l'épaisseur de la couche ; elle est par exemple comprise entre 109m et 150 m, de préférence comprise entre 20 et 90 m.

La couche contient au moins 15% massique d'aluminium mais peut comprendre également au moins un élément connu pour ces propriétés d'amélioration de la tenue à l'oxydation et compris dans l'ensemble (Cr, Hf, Y, Zr, Si, Ti, Ta, Pt, Pd, Ir), en particulier l'élément Cr.

1 Comme cela l'a été précisé ci-dessus, le procédé convient avantageusement au traitement d'aluminisation d'une aube creuse de turbomachine. Ledit composant est alors constitué de la chemise perforée de distribution de fluide de refroidissement à l'intérieur de la cavité.

1 L'aube est une aube de distributeur avec une pale pourvue d'une cavité et d'une chemise dans la cavité. La chemise est introduite, après avoir été
enrichie en métal donneur, par une ouverture ménagée à une extrémité de la pale. Ensuite la chemise est soudée par une extrémité à la paroi de la pale du côté de l'ouverture d'introduction de la chemise dans la cavité. La chemise est par exemple en alliage à base cobalt pour les propriétés mécaniques de ce dernier de résistance aux vibrations et aux frottements.
L'emploi d'une chemise donneuse d'aluminium est particulièrement avantageux dans la mesure où l'on améliore de façon sensible la qualité du revêtement interne des cavités des aubes sans avoir à modifier le procédé
conventionnel d'aluminisation en phase gazeuse. On assemble l'aube et la chemise donneuse quasiment de la même façon qu'une aube avec une chemise non aluminisée, la seule modification portant sur la zone brasée qui doit rester de préférence non revêtue, puis on procède à son 3 aluminisation de façon classique.

Les aubes comportant une chemise donneuse peuvent être des aubes de distributeur pour les étages à haute pression de la turbine d'un moteur à
turbine à gaz ou encore pour les étages à basse pression de la turbine d'un 3~ tel moteur.

On décrit maintenant un mode de réalisation, non limitatif, de l'invention en référence aux dessins sur lesquels :

~10 La figure 1 représente une aube de distributeur avec cavité interne et chemise de distribution d'air de refroidissement rapportée dans cette cavité.

fi La figure 2 montre une installation d'aluminisation convenant pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
La figure 3 montre l'épaisseur de revêtement obtenu en interne à la fois par la technique de l'art antérieur et la technique selon l'invention.

La figure 2 montre très schématiquement une installation conventionnelle d'aluminisation par dépôt en phase vapeur dans laquelle on met en oeuvre le procédé de l'invention.

a Une enceinte 12 est montée à l'intérieur d'un four 4 capable de chauffer les pièces à une température de 1200 C. Dans cette enceinte sont disposés des boîtes 16, ici trois superposées, avec un couvercle 16'. Ces boîtes contiennent les pièces à traiter P, par exemple des distributeurs de turbine, avec le donneur D métallique sous forme de poudre ou de blocs et 15 l'activateur A. L'enceinte 12 comprend une alimentation 18 en gaz porteur de purge, une alimentation 19 en gaz porteur de balayage et une évacuation 20 commandée par une vanne 21.

Après avoir disposé les pièces, le donneur et l'activateur dans les boîtes 16, z0 on commence par purger l'enceinte 12 en introduisant le gaz porteur, argon par exemple par la conduite 18. On interrompt l'alimentation quand l'air de l'enceinte a été remplacé par l'argon. On actionne ensuite le chauffage du four tout en alimentant l'enceinte en argon par la conduite 19. L'excès de gaz est évacué par le conduit 20. A la température d'activation de Process for vapor phase aluminization of a metal part of turbomachine and donor shirt and turbomachine blade comprising such a shirt The present invention relates to the deposition of an aluminum coating on a metal part, in particular on a hollow metal piece having an inner shirt. It aims more particularly the application of such a coating on turbomachine hollow blades incorporating a coolant distribution jacket.
ar}
A gas turbine engine, as used for propulsion in the aeronautical field includes an atmospheric air intake which communicates with one or more compressors, including a blower generally rotated about the same axis. The primary flow 14 of this air after being compressed, feeds a combustion chamber disposed annularly around this axis and is mixed with a fuel to supply hot gases downstream to one or more turbines through which these are relaxed, the turbine rotors driving the rotors compression. Engines operate at a gas temperature Turbine input engines that are sought as high as possible because the performances are linked to it. For this purpose, the materials are selected to withstand these operating conditions and the walls of the parts swept by hot gases, such as dispensers or fins mobile turbine, are provided with cooling means. By '5 elsewhere, because of their metallic constitution based on superalloy of nickel or cobalt, it is also necessary to protect them from erosion and corrosion generated by the constituents of the engine gases at these temperatures.

One known way to ensure the protection of these parts is to deposit a aluminum-based coating on surfaces susceptible to aggression by the gases. Aluminum is fixed to the substrate by inter-diffusion metal and forms a protective oxide layer on the surface. The thickness of coating is of the order of a few tens of microns.

The present invention relates to the technique, known per se, of deposition of aluminum in vapor phase or also called aluminization by deposit in the vapor phase. According to the method, the parts to be treated are arranged in a enclosure in which the atmosphere consists of a mixture of a gas 40 inert or reducing, for example argon or hydrogen, and an active gas comprising an aluminum halide. At the reaction temperature, .. . . . . . ... ... . {. . . ... . . . . . . _. . . . .. ... ,. . ..
. . . . . . . . . . . . . . .

between 900 C and 1150 C, the halide decomposes on the surface of the room gaseous halogen and aluminum that diffuses into the metal.

The halide is produced by placing in the enclosure with the pieces to aluminum blocks or aluminum alloys that form the donor, in the presence of granules of a halogen compound, chlorine or fluorine, which form the activator. The inert gas is circulated on activator at a temperature allowing the sublimation of the halogen that is driven on the donor and with which he reacts to produce the metal halide 1 which, at this temperature, is in vapor form. Halide breaks down then in contact with the metal substrate to be coated, allowing the deposit of aluminum; the halogen gas is reformed.

When both stator and moving parts are equipped with 1 internal cavities traversed by a cooling fluid, air taken from the compressor, it was found that the walls of these cavities were also prone to corrosion. Returns of coins used on engines working in certain environments showed an attack from these surfaces. For example, internal corrosion of distributors, releases of corrosion plates in the cavity of the dispensers, capping trailing edge vent holes, etc. A
protection for these parts parts is therefore also necessary.

The mode of aluminization by vapor deposition is suitable a priori 5 to apply a protective coating because the carrier gas and the active components are likely to penetrate the narrow passages of circulation of the coolant to the extent that these passages are open. The reality shows that this is not the case. The thickness of the protective layer is not uniform; it decreases sharply from cavities access ports. In addition accumulations are formed at the vent holes of the cavities reducing the passage section and the cooling properties of the room.

In the patent application FR 2830874 in the name of the applicant, Discloses a vapor deposition aluminization process of parts of metal turbomachines with holes and cavities communicating with the outside according to which a gaseous precursor of the deposit to be produced comprising an aluminum compound is brought with the aid of a gas carrier in contact with the surfaces of the part arranged in an enclosure, the 40 carrier gas is either helium or argon and the pressure in the enclosure is chosen so that the average free path of the gas molecules carrier is twice that of argon molecules under pressure . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . .. .... i. . ..... ..
............. . . . .. .

atmospheric. The average free path of the molecules is usually defined as the ratio 1 / P * D2 where P is the pressure in the enclosure and D the molecular diameter.

By lengthening the average free path of the carrier gas molecules, the diffusion of the halide into the inner channels is increased and the thickness depositing in less accessible areas by the classical method is increased; overall protection is improved. The increase of the free course results either from the choice of carrier gas, helium, or from pressure reduction as can be deduced from the formula below.
above.

The subject of the invention is a variant of a method making it possible to obtain a coating the walls of internal cavities all over the surface with a sufficient thickness.

The invention relates to hollow parts with a cavity and an opening at less by which the cavity communicates with the outside. It concerns such parts, provided with a component such as an internal shirt, to Io the inside of the cavity, reported through the opening and assembled with the room. Such a piece is shown in Figure 1. This is the cut of a distributor of a low-pressure stage in a gas turbine engine double body. The vane 1 of dispenser comprises a part manufactured by casting of metal in a carapace mold. This part, hatched on the figure, is formed of a hollow blade 2 between two platforms 3 and 4. The cavity of the blade 2 communicates by its two ends, respectively on one side with a coolant supply opening 5 and on the other side with a fluid outlet 6. Inside the cavity of the 2, is disposed a liner 9 of substantially cylindrical shape. The jacket is welded or brazed on the side of the air supply opening 5 cooling by solder / solder along the edge of the opening of the cavity. The other end of the shirt is engaged in a cylindrical housing communicating with the outlet 6, without being welded therein to allow the relative expansion of the jacket relative to the blade During the transient operating steps. The shirt is perforated along its length and makes room with the inner wall of the blade of such way that the cooling air coming out of the opening 5 air supply passes partly through the perforations of the jacket and forms a plurality of air jets cooling the wall of the blade 40 by impact and convection. This air is then evacuated by vented vents near the trailing edge of the blade. The air that did not cross the wall of . . . . . . . . . . . 1 ... .......... .., ...., ..... .. . .. ... .

the shirt is guided towards the opening 6 to be led to other parts of the machine.

In manufacture, the liner 9, made separately from the blade, is reported > in the blade being slid through the orifice 5 and then brazed in the vicinity of the mouth as mentioned above. The lower part, on the figure, remains free to expand and slide in the housing formed by the opening 6.

I Conventionally, the aluminizing treatment of a piece like this is done after it has been assembled.

According to the invention, the deposit is substantially improved.
of aluminide inside the cavity with the following process, applicable to Any piece comprising a component slidable through an opening and assembled inside the room.

The vapor deposition aluminization process for protection against the oxidation at high temperature of a hollow metal piece of turbine engine, said part having a cavity in which is reported and assembled a metal component from an opening in said part, in which a halide is formed by reaction between a halogen and a metal donor containing aluminum and then the halide is transported by a carrier gas to come into contact with said metal part, is characterized in that the component has been beforehand, before the implementation of the process, enriched in aluminum surface so as to serve as an aluminum donor.

By bringing a donor, inside the cavity, constituted by the enriched surface component, effective deposition is allowed. We solve including the problem of accessibility from outside the room while controlling the amount of internal donor.
Indeed the component is preferably coated with a layer made by metal deposit. This deposit may have been made by any method to the scope of the skilled person: aluminization by vapor deposition (APVS or CVD, aluminization by pack cementation), vacuum deposition a0 (PVD), thermal spraying, electroplating, immersion in a bath (dip coating), etc.

In particular, we control the amount of donor by the thickness of the layer ; it is for example between 109m and 150m, preferably between 20 and 90 m.

The layer contains at least 15% by weight of aluminum but can also include at least one known element for these properties oxidation resistance improvement and included in the set (Cr, Hf, Y, Zr, Si, Ti, Ta, Pt, Pd, Ir), in particular the Cr element.

As has been stated above, the process is advantageously the aluminization treatment of a hollow turbine engine blade. said component is then made up of the perforated jacket of distribution of cooling fluid inside the cavity.

1 The dawn is a dawn of distributor with a blade provided with a cavity and a shirt in the cavity. The shirt is introduced after being enriched with donor metal, through an opening at one end of the blade. Then the jacket is welded at one end to the wall of the blade on the side of the opening for introducing the jacket into the cavity. The shirt is for example cobalt-based alloy for the properties mechanical resistance of the latter resistance to vibration and friction.
The use of an aluminum donor sleeve is particularly advantageous in so far as it significantly improves the quality of the internal coating of the vane cavities without having to modify the process conventional gas phase aluminization. We assemble the dawn and the donor shirt almost the same way as a dawn with a un aluminized shirt, the only modification to the brazed area which should preferably remain uncoated, then proceed to its Aluminizing in a conventional manner.

The blades having a donor liner may be blades of distributor for the high-pressure stages of the turbine of a motor to gas turbine or even for the low-pressure stages of the turbine a 3 ~ such engine.

We now describe a non-limiting embodiment of the invention with reference to the drawings in which:

~ Figure 1 shows a distributor blade with internal cavity and cooling air distribution jacket reported in this cavity.

fi Figure 2 shows an aluminization plant suitable for the implementation of the method of the invention.
Figure 3 shows the coating thickness obtained internally to the both by the technique of the prior art and the technique according to the invention.

Figure 2 shows very schematically a conventional installation of vapor deposition aluminization in which is implemented the process of the invention.

a chamber 12 is mounted inside a furnace 4 capable of heating the at a temperature of 1200 C. In this chamber are arranged boxes 16, here three superimposed, with a lid 16 '. These boxes contain the parts to be treated P, for example turbine distributors, with the metallic donor D in the form of powder or blocks and Activator A. The enclosure 12 comprises a carrier gas supply 18 purge, a sweeping carrier gas supply 19 and an evacuation 20 controlled by a valve 21.

After placing the parts, the donor and the activator in the boxes 16, z0 is first purge the chamber 12 by introducing the carrier gas, argon for example by driving 18. One interrupts the supply when the air of the enclosure has been replaced by argon. The heating is then activated furnace while feeding the argon chamber through the pipe 19. The excess of gas is discharged through line 20. At the activation temperature of

2 5 l'activateur A, l'halogène, chlore ou fluor, est libéré. En venant au contact du donneur l'halogène réagit avec le métal et forme un halogénure. La vapeur d'halogénure ainsi formée circule à l'intérieur des boîtes 16 et vient au contact des pièces métalliques P. A ce moment l'halogénure se décompose et libère le métal qui se dépose sur la pièce.
;0 L'argon est introduit en permanence, en balayage léger, par la conduite 19 dans l'enceinte 12 et est évacué par le conduit 20. La durée du traitement est comprise entre 2 et 6 heures. Activator A, halogen, chlorine or fluorine is released. Coming to contact from the donor the halogen reacts with the metal and forms a halide. The halide vapor thus formed circulates inside the boxes 16 and comes in contact with the metal parts P. At this moment the halide is breaks down and releases the metal that is deposited on the part.
; 0 Argon is introduced continuously, in light sweeping, by the pipe 19 in the chamber 12 and is discharged through the conduit 20. The duration of treatment is between 2 and 6 hours.

3~ Conformément à l'invention, on rapproche le donneur de la cavité en se servant de la chemise comme donneur.

En préalable au traitement d'aluminisation, on prépare la pièce en assemblant une chemise enrichie en aluminium et la pièce venue de coulée.
-1 On introduit la chemise à travers le passage 5 d'alimentation en air de refroidissement de la pale. On brase ensuite le bord supérieur 9' de la chemise 9 à la paroi de l'ouverture dans la pale.

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La chemise a été enrichie en aluminium par tout moyen à la portée de l'homme du métier. Le mode d'application du revêtement sur cette chemise peut être celui décrit par le brevet lui-même (aluminisation phase vapeur), les chemises remplaçant les pièces à traiter P dans l'enceinte 12 du four APVS 4.

La chemise peut ainsi avoir elle-même été traitée au préalable par aluminisation en phase vapeur avec pour objectif de réaliser une couche sur 1r~ toute la surface. L'épaisseur de la couche est déterminée de manière à
disposer d'une quantité d'aluminium suffisante pour réagir avec l'halogène et former un halogénure en phase vapeur pendant l'opération d'aluminisation de la pièce. Comme le donneur est proche des surfaces à
traiter, le dépôt obtenu est supérieur à celui qui pourrait être obtenu par la méthode conventionnelle.

L'avantage de cette solution par rapport à une autre solution qui consisterait à disposer un panier donneur à l'intérieur de la cavité, est de permettre le traitement de la pièce déjà assemblée. L'emploi d'un panier 10 dans une étape intermédiaire obligerait à traiter la pièce sans la chemise puis à monter la chemise sur la pièce dont les parois sont revêtues d'une couche d'aluminium ce qui nécessite une adaptation particulière des moyens de brasage.

Par ailleurs il n'est pas nécessaire de développer une technique spécifique de nettoyage de l'intérieur de la cavité de résidus de donneur.

Sur la figure 3, on a représenté la répartition, en ordonnée, de l'épaisseur de revêtement obtenu sur les parois de la cavité. La courbe A correspondant à
l'art antérieur montre que le revêtement est très mal réparti entre le bord d'attaque et le bord de fuite à la fois le long de l'intrados et de l'extrados.
La courbe B représente l'épaisseur du revêtement obtenu avec la chemise donneuse. Il est plus homogène et non nul. La zone C montre l'épaisseur en externe. According to the invention, the donor is brought closer to the cavity by serving as the shirt as a donor.

Prior to the aluminization treatment, the part is prepared by assembling a shirt enriched with aluminum and the casting piece.
-1 The jacket is introduced through the air supply passage 5 of cooling of the blade. The upper edge 9 'of the liner 9 at the wall of the opening in the blade.

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The shirt has been enriched in aluminum by any means within reach of the skilled person. How to apply the coating on this shirt can be the one described by the patent itself (aluminization vapor phase), the shirts replacing the parts to be treated P in the enclosure 12 of the oven APVS 4.

The shirt can thus itself have been treated in advance by aluminization in the vapor phase with the aim of producing a layer on 1r ~ the whole surface. The thickness of the layer is determined so as to have enough aluminum to react with the halogen and forming a vapor phase halide during the operation aluminizing the room. As the donor is close to the surfaces to process, the deposit obtained is greater than that which could be obtained by the conventional method.

The advantage of this solution compared to another solution that would consist in having a donor basket inside the cavity, is allow the processing of the already assembled room. The use of a basket 10 in an intermediate step would require to treat the piece without the shirt then to assemble the shirt on the part whose walls are covered with a aluminum layer which requires a particular adaptation of the brazing means.

Moreover it is not necessary to develop a specific technique cleaning the interior of the donor residue cavity.

FIG. 3 shows the distribution, on the ordinate, of the thickness of coating obtained on the walls of the cavity. The curve A corresponding to the prior art shows that the coating is very poorly distributed between the edge of attack and the trailing edge both along the intrados and the upper surface.
Curve B represents the thickness of the coating obtained with the shirt donor. It is more homogeneous and not zero. Zone C shows the thickness in external.

Claims

claims

1. Vapor deposition aluminization process for protection against the oxidation at high temperature of a metal part of a turbomachine, the process comprising:
introducing a distributor vane comprising a hollow blade provided between a first platform and a second platform, a cavity of the hollow blade communicating with a first opening provided in the first platform and with a second opening provided in the second platform;
enriching on the surface a perforated shirt of substantially cylindrical aluminum so as to serve as an aluminum donor;
inserting the liner inside the cavity of the hollow blade through the first opening;
attaching an upper edge of the shirt to an upper edge of the cavity of the blade digs while leaving a bottom edge of the free shirt;
forming a halide by reaction between a halogen and the jacket containing aluminum and transporting the halide by a carrier gas to come into contact with said distributor blade so as to aluminize surfaces of the cavity of the blade dig.

2. Method according to claim 1, the shirt is coated with a layer made by metal deposition.

3. Method according to claim 2, the deposit of metal on the shirt has summer performed by one of the following methods:
APVS, CVD, PVD, aluminization by pack cementation, projection thermal, electroplating and immersion in a bath.

4. Method according to claim 2, the layer of which has a thickness of enter 10μm and 150μm.

5. Method according to claim 4, the layer of which has a thickness of enter 20 and 90μm.

6. Process according to claim 2, the layer of which contains at least 15%
mass of aluminum.

7. Method according to claim 6, the layer of which also comprises less an element selected from Cr, Hf, Y, Zr, Si, Ti, Ta, Pt, Pd and Ir.

8. The method of claim 1 including the upper edge of the shirt is welded or brazed to the upper edge of the cavity of the hollow blade.

9. The method of claim 1 wherein the distributor vane is formed by casting.